KR100954939B1 - 대형 이형철근 슬리트 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 대형 이형철근 슬리트 방법에 관한 것이다. 본 발명은 압연소재를 가열하여 조압연, 중간압연, 사상압연을 구성하는 다수개의 압연기를 통과시켜 이형철근을 제조하되, 압연소재를 외측면에 비대칭 갭(a,b)을 가지는 요입공간부가 형성되게 마름모 형상으로 압연하는 제 1 압연공정과; 상기 제 1 압연공정 후 상기 압연소재의 요입공간부를 점차적으로 압연하여 압연진행 방향으로 슬리트작업하고 마무리 압연함으로써 압연소재를 두 개의 원 형상으로 반분하는 제 2 압연공정을 수행한다. 본 발명에 의하면 중간압연 공형의 상,하 압연롤(110,130)의 외측면에 비대칭 갭(a,b)을 형성하여 압연소재를 압연하므로 다음 공정인 사상압연(200)으로 압연소재의 치입시 상대적으로 더 요입된 부분이 상, 하 압연롤의 상하방향으로 치입되어 압연소재의 상하로 작용되는 응력이 감소되고 압연기의 압연부하가 감소되어 압연의 안정성이 확보되는 이점이 있다.

이형철근, 슬리트, 반분, 압연부하

Description

대형 이형철근 슬리트 방법{Method for slite of large size steel reinforcement}

본 발명은 대형 이형철근 슬리트 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 대형 이형철근 슬리트를 위한 사상압연기에서 압연시 발생되는 부하를 줄여 안정적인 압연이 가능하도록 한 대형 이형철근 슬리트 방법에 관한 것이다.

일반적으로 철근은 철근콘크리트 구조물을 형성할 때 사용하는 보강근으로서, 탄소강(Carbon Steel) 및 탄소강 합금으로 제조되고, 원형철근과 이형철근으로 구분된다. 원형철근은 표면에 마디가 없는 것을 말하고, 이형철근은 표면에 마디와 리브가 형성되어 있는 것을 말한다.

이형철근은 원형철근보다 콘트리트와의 부착력이 크며, 콘크리트에 균열이 생길 때는 균열 폭이 작아지는 이점이 있다. 따라서 주철근에는 원형철근을 사용하지 않고 이형철근이 주로 사용된다.

이형철근은 연주설비에서 슬라브, 빔브랑크, 빌렛(Billet) 등의 형태로 제조된 압연소재를 압연공장으로 이송하여 재 가열후 조압연, 중간압연, 사상압연을 거쳐 최종 마무리하는 공정을 갖는다.

이와 같은 압연과정은 일반적으로 연속밀이라 불리우는 연속 압연기에서 수행되는데, 상기 압연기에서는 압연롤이 서로 마주보는 방향으로 회전하면서 압연소재에 힘을 가해 연속적으로 압연을 수행하게 된다. 그리고 상기 압연과정에서 압연소재를 진행방향으로 슬리트하여 최종 두 개의 이형철근으로 반분하는 제조공정이 수행된다.

도 1에는 종래기술에 의한 대형 이형철근 슬리트 방법을 순차적으로 보인 개략도가 도시되어 있다 .

이에 도시된 바에 의하면, 이형철근은 상, 하 압연롤(11,13)로 압연소재를 가압하는 2단 압연기(10)에 의해 중간압연(1)에서 마름모 형상의 몸체로 압연되고, 사상압연(2)에서 마름모 형상의 몸체 중앙부분을 가압하여 각 모서리부의 원호를 점차 증대시키면서 두 개로 분리된 원호 형상으로 압연하고 최종 슬리트하여 두 개로 반분된 원형상으로 제조하게 된다.

상기 이형철근을 제조하는 중간압연의 2단 압연기(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 압연소재(미도시)를 마름모 형상으로 압연하는 상, 하 압연롤(11,13)을 구비하되 상, 하 압연롤(11,13)의 측면에 대칭되는 돌출곡면부(15)를 구비하여, 상기 상, 하 압연롤(11,13) 사이로 압연소재가 통과하면 상기 압연소재의 외측면에 대칭되는 요입공간부를 형성하도록 한다.

그리고, 사상압연(2)에서 압연소재는 요입공간부가 2단 압연기의 상, 하 압연롤에 상하로 위치되게 회전되어 상하방향 중심의 단면적이 점차 감소되고 각 모서리 및 측면의 원호가 점차 증대되도록 압연되어, 최종 슬리트됨으로써 두 개로 반분된 원 형상으로 마무리 압연되는 것이다.

그러나 상기한 바와 같은 종래 기술에 의한 대형 이형철근 슬리트 방법에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

종래기술에 의하면 압연소재에서 어느 정도의 가공이 진행되어 두 개의 원형상이 만들어지기 시작하면, 상기 압연소재는 진행방향으로 슬리트되어 두 개의 원형상으로 반분된다.

이를 위하여 압연소재는 중간압연(1)에서 외측면에 요입공간부가 형성되는 마름모형상이 되도록 압연되고, 사상압연(2)에서 상, 하 압연롤의 상하방향으로 위치되는 압연소재의 요입공간부를 점차적으로 가압하여 두 개로 반분된 원형상으로 압연하게 된다.

그러나 상기 중간압연(1)의 상, 하 압연롤(11,13)의 측면 곡면돌출부가 대칭되게 형성되므로 다음 공정인 사상압연기, 보다 정확하게는 최종 마무리 압연 전 세 번째 공형(20)에서 압연시 과부하가 발생되어 작업공정이 멈추는 문제점이 발생된다.

이를 방지하기 위해 중간압연(1)에서 압연소재의 외측면 요입공간부의 갭(g)을 더 크게 하여 압연부하를 줄일 수도 있으나, 요입공간부의 갭(g)을 설정치 이상으로 크게 하는 것은 사상압연(2)에서 압연소재가 접히는 문제를 발생시킨다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 이형철근 슬리트를 위한 사상압연기에서의 압연부하를 줄여 안정적인 압연이 가능하고, 슬리트 작업도 정확하게 이루어지는 대형 이형철근 슬리트 방법을 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 압연소재를 가열하여 조압연, 중간압연, 사상압연을 구성하는 다수개의 압연기를 통과시켜 이형철근을 제조하되, 압연소재를 외측면에 비대칭 갭(a,b)을 가지는 요입공간부가 형성되게 마름모 형상으로 압연하는 제 1 압연공정과; 상기 제 1 압연공정 후 상기 압연소재의 요입공간부를 점차적으로 압연하여 압연진행 방향으로 슬리트작업하고 마무리 압연함으로써 압연소재를 두 개의 원 형상으로 반분하는 제 2 압연공정을 포함한다.

제 1 압연공정은 최종 마무리 압연 전 네 번째 공형인 중간압연에서 이루어지고, 제 2 압연공정은 최종 마무리 압연 전 세 번째 공형에서 최종 마무리 압연에 해당되는 사상압연에서 이루어진다.

상기 최종 마무리 압연 전 네 번째 공형의 상, 하 압연롤의 외측면에는 비대칭 갭(a,b)를 가지는 돌출곡면부가 형성되어 상기 압연소재의 외측면을 비대칭으로 압연한다.

상기 최종 마무리 압연 전 네 번째 공형을 통과한 압연소재의 비대칭 갭(a,b)은 한측면의 깊이에 대해 다른 외측면의 깊이가 1.5배에서 2배의 비율로 비대칭된다.

상기 슬리트작업은 최종 마무리 압연 전 두 번째 압연기 출구 가이드박스 내에 설치된 슬리트휠(Slit wheel)에 의해 수행된다.

본 발명에서는 중간압연 공형을 형성하는 상,하 압연롤의 외측면에 비대칭 갭(a, b)을 가지는 돌출곡면부를 형성하여 압연소재에 비대칭 갭(a, b)을 가진 요입공간부를 형성하므로 사상압연시 압연기의 압연부하를 종래에 비해 감소시킬 수 있어 안정적인 압연이 가능하고 압연공정의 동작신뢰성도 좋아지는 효과가 있다.

또한, 중간압연의 비대칭 갭(a,b)의 비율이 압연부하가 발생되지 않는 최적의 값으로 설계되므로 사상압연에서 압연소재가 접히는 문제가 발생되는 것이 방지되어 슬리트 작업도 정확하게 이루어지므로 제품의 정밀도가 높아지는 효과가 있다.

이하 본 발명에 의한 대형 이형철근 슬리트 방법의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.

도 2에는 본 발명에 의한 대형 이형철근 슬리트 방법을 순차적으로 보인 개략도가 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 본 발명은 연주설비에서 이송된 철강 반제품인 압연소재를 가열로측으로 통과시키면서 가열한 후에, 가열된 압연소재를 조압연, 중간압연, 사 상압연을 구성하는 다수개의 압연기 측으로 통과시켜 최종 두 개의 원형상으로 반분하는 제조공정을 갖되, 중간압연시 압연소재를 마름모 형상으로 압연하고 마름모 형상의 각 외측면에는 비대칭 갭(a, b)을 가지는 요입공간부를 형성하여 반분시 압연부하가 종래에 비해 감소되는 압연공정을 갖는 것이다.

상기 압연공정은 최종 마무리 압연 전 4번째 공형(100)인 중간압연에서 상, 하 압연롤(110,130)을 구비한 2단 압연기(100')를 사용하여 행해진다.

상기 중간압연의 2단 압연기(100')는 압연소재를 가압하여 마름모 형상으로 압연하는 마름모 형상의 압연홈이 형성된 상, 하 압연롤(110,130)을 구비한다. 그리고 상기 상, 하 압연롤(110,130)의 각 외측면에는 서로 마주하는 방향으로 원호형상으로 돌출되는 돌출곡면부(140,150,160,170)를 구비한다. 상기 돌출곡면부(140,150,160,170)는 비대칭 형상으로 서로 이웃하는 외측면이 비대칭이 되도록 형성된다.

도 2에서 볼 수 있듯이, 상기 돌출곡면부(140,150,160,170)는 압연기를 통과한 압연소재에 비대칭 갭(a, b)를 가지는 요입공간부를 형성하게 되는데, 이를 위하여 상기 돌출곡면부(140,150,160,170)의 비대칭 갭(a, b)은 일측면이 이웃하는 외측면에 대해 1.5~2배가 되도록 설계되어야 한다.

이는 압연기에 압연부하가 걸리지 않는 최대와 최소범위에 해당되는 것으로 예를 들어 상 압연롤(110,130)의 상하방향 중심선을 기준으로 우측면을 20mm로 설계하면 좌측면은 40mm, 하 압연롤의 우측면은 40mm, 좌측면은 20mm로 설계하여 서로 마주하는 돌출곡면부(140,170)는 대칭되고, 이웃하는 돌출곡면부(150,160)는 비 대칭이 되도록 설계하는 것이다.

최종 마무리 압연 전 네번째 공형(100)에 해당되는 중간압연의 상, 하 압연롤(110,130)에 비대칭 갭(a, b)을 가지는 돌출곡면부(140,150,160,170)를 형성하는 것은 압연소재를 다음 공정인 사상압연기(200)로의 치입시 종래보다 상대적으로 더 요입된 요입공간부부분이 상, 하 압연롤(210,230) 사이로 치입되도록 하기 위함이다. 이와 같이 되면 사상압연기(200)에서 압연소재의 상하로 작용되는 응력을 감소시켜 최종 마무리 압연 전 네번째 공형(100)의 압연부하를 감소시킬 수 있다.

그리고, 중간압연에서 2단 압연기(100')의 상, 하 압연롤(110,130)을 통과한 압연소재는 비대칭 갭(a, b)에 의한 압연소재의 무게중심에 의해 트위스트(Twist)되므로 상대적으로 더 요입된 요입공간부부분이 다음공정인 사상압연에서 상, 하 압연롤(210,230)의 상, 하 방향으로 치입될 수 있다.

즉, 최종 마무리 압연 전 네 번째 공형(100)에서 상, 하 압연롤(110,130)의 외측면 갭(a, b)을 비대칭으로 형성하여 최종 마무리 압연 전 세 번째 공형(200)에서 압연시 압연소재의 내부응력을 줄임으로써 압연부하를 감소시키는 압연공정을 가지는 것이다.

상기 사상압연은 최종 마무리 압연 공형(500), 최종 마무리 압연 전 첫 번째(400), 두 번째(300), 세 번째 공형(200)으로 이루어진다. 상기 사상압연에서 압연소재는 상하방향 중심의 단면적이 점차 감소되고 각 모서리 및 측면의 원호가 점차 증대되도록 압연되어 두 개의 원 형상으로 점차적으로 분리되고, 최종 슬리트됨으로써 두 개의 원 형상으로 반분되는 것이다.

또한 최종 마무리 압연기(500)에서는 최종 제품형상과 동일한 철근이 생산되도록 반분된 압연소재를 마무리 압연하게 되는 것이다.

이를 위하여 상기 사상압연(200,300,400,500)을 구성하는 2단 압연기는, 도 2에 도시된 바와 같이, 압연소재를 모서리가 원호형상인 'W'형상의 요입홈을 가지는 상, 하 압연롤을 구비하되, 최종 마무리 압연기에 가까워질수록 상기 상, 하 압연롤의 상하방향 중심이 점차적으로 서로 가까워지도록 형성된다.

그리고 상기 압연소재의 슬리트작업은 최종 마무리 압연 전 두 번째 압연기(300) 출구 가이드박스 내에 설치되는 슬리트휠(Slit wheel)(미도시)에 의해 수행된다. 즉, 상기 사상압연(200,300,400,500)에서 두 개의 원 형상으로 점차적으로 분리되는 압연소재가 최종 마무리 압연 전 두 번째 압연기(300)를 통과하면서 슬리트되는 것이다.

즉, 본 발명은 압연소재를 가열하여 조압연, 중간압연, 사상압연을 구성하는 다수개의 압연기를 통과시켜 이형철근을 제조하되, 중간압연에서 압연소재를 외측면에 비대칭 갭(a,b)을 가지는 요입공간부가 형성되게 마름모 형상으로 압연하는 것이다.

그리고 다음 공정인 사상압연에서 종래보다 감소된 압연부하로 상기 압연소재의 요입공간부를 점차적으로 압연하여 슬리트작업하고 마무리 압연함으로써 압연소재를 압연진행 방향으로 반분된 두 개의 원 형상인 이형철근으로 제조하는 것이다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

도 1은 종래기술에 의한 대형 이형철근 슬리트 방법을 순차적으로 보인 개략도.

도 2는 본 발명에 의한 대형 이형철근 슬리트 방법을 순차적으로 보인 개략도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100, 200, 300, 400, 500: 최종 마무리 압연 전 네번째, 세번째, 두번째, 첫번째, 및 최종 마무리 압연 공형

110, 130: 상,하 압연롤

140,150,160,170: 곡면돌출부

210,230: 상, 하 압연롤

Claims (5)

1. 압연소재를 가열하여 조압연, 중간압연, 사상압연을 구성하는 다수개의 압연기를 통과시켜 이형철근을 제조하되,

   압연소재를 외측면에 비대칭 갭(a,b)을 가지는 요입공간부가 형성되게 마름모 형상으로 압연하는 제 1 압연공정과;

   상기 제 1 압연공정 후 상기 압연소재의 요입공간부를 점차적으로 압연하여 압연진행 방향으로 슬리트작업하고 마무리 압연함으로써 압연소재를 두 개의 원 형상으로 반분하는 제 2 압연공정을 포함하고,

   제 1 압연공정은 최종 마무리 압연 전 네 번째 공형인 중간압연에서 이루어지고, 제 2 압연공정은 최종 마무리 압연 전 세 번째 공형에서 최종 마무리 압연에 해당되는 사상압연에서 이루어지며,

   상기 최종 마무리 압연 전 네 번째 공형의 상, 하 압연롤의 외측면에는 비대칭 갭(a,b)를 가지는 돌출곡면부가 형성되어 상기 압연소재의 외측면을 비대칭으로 압연하며,

   상기 최종 마무리 압연 전 네 번째 공형을 통과한 압연소재의 비대칭 갭(a,b)은 한측면의 깊이에 대해 다른 외측면의 깊이가 1.5배에서 2배의 비율로 비대칭됨을 특징으로 하는 대형 이형철근 슬리트 방법.
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5. 청구항 1에 있어서,

   상기 슬리트작업은 최종 마무리 압연 전 두 번째 압연기 출구 가이드박스 내에 설치된 슬리트휠(Slit wheel)에 의해 수행됨을 특징으로 하는 대형 이형철근 슬리트 방법.

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